机器人高级技师实操试题题库

机器人高级技师实操试题题库一、工业机器人系统集成与视觉引导抓取实操考核设备：KUKAKR162六轴机器人（重复定位精度±0.05mm）、基恩士CVX1000视觉系统、气动夹爪（最大夹持力80N）、铝合金工件（尺寸100mm×50mm×20mm，表面带2mm深凹槽）、PLC（西门子S71200）。操作要求：1.机械安装：完成机器人本体与底座的固定（扭矩要求M12螺栓55N·m），安装气动夹爪并检查气路密封性（气压0.6MPa下保压5分钟压降≤0.02MPa）。2.电气连接：连接机器人控制器与PLC的PROFINET通信（IP地址设置：机器人192.168.1.10，PLC192.168.1.20），接入视觉系统网线（需配置静态IP192.168.1.30），完成夹爪电磁阀与I/O模块接线（输入点I0.0为夹爪到位信号，输出点Q0.0控制夹紧）。3.视觉标定：使用9点标定板（尺寸200mm×200mm，标定孔间距50mm），在机器人工作范围内采集10组图像（覆盖左上、中心、右下等区域），通过KUKA.Sight软件计算相机机器人手眼矩阵（要求标定误差≤0.3mm）。4.程序编写：视觉触发：PLC发送触发信号（Q0.1置1），接收视觉系统返回的工件坐标（通过TCP/IP协议读取X、Y、角度θ）。轨迹规划：生成从安全点（X=500,Y=0,Z=300）到工件上方50mm的接近点（需计算Z轴偏移量），再以50mm/s速度下降至夹持位置（Z=工件高度+夹爪厚度），夹紧后提升30mm。放置逻辑：将工件放入指定料框（坐标X=0,Y=500,Z=100），需避免与料框边缘碰撞（路径规划需添加中间点X=250,Y=250,Z=200）。5.功能验证：连续完成10次抓取放置动作，要求工件无掉落（夹爪闭合后检测I0.0信号是否为1），放置位置偏差≤1mm（使用激光测距仪测量X、Y方向）。评分标准：机械安装扭矩超差扣5分/处，气路泄漏扣10分；通信配置失败扣15分，I/O接线错误扣10分；标定误差＞0.3mm扣20分（每超0.1mm加扣5分）；轨迹规划未避开碰撞区扣15分，速度设置不合理（过快导致抖动或过慢影响效率）扣10分；连续10次动作中单次掉落扣20分，放置偏差＞1mm扣10分/次。二、多机器人协同弧焊系统调试与故障处理考核设备：ABBIRB1410（A机器人）、IRB2600（B机器人）、FroniusTPS500i焊机、激光跟踪仪（LeicaAT960）、示教器（FlexPendant）。操作要求：1.系统配置：网络设置：两台机器人通过DeviceNet与焊机通信（A机器人节点3，B机器人节点4，焊机节点2），配置同步信号（A机器人输出Q1.0触发B机器人启动）。工具坐标系标定：A机器人焊枪（TCP）通过3点法标定（要求重复精度≤0.1mm），B机器人焊枪通过自动标定功能（使用ABBCalibrationTool），验证TCP点偏差≤0.05mm。2.协同编程：任务分配：A机器人焊接工件左侧直焊缝（长度300mm，速度5mm/s），B机器人焊接右侧圆弧焊缝（半径150mm，速度4mm/s），需同步启动（时间差≤50ms）。避障规划：在焊缝中间位置（A机器人X=200,Y=100,Z=150；B机器人X=200,Y=100,Z=150）添加协同点，要求两机器人到达该点的时间差≤100ms，空间距离≥200mm（使用碰撞检测功能激活）。3.故障模拟与排查：模拟故障1：焊接过程中A机器人报“60032伺服驱动器过载”（实际原因为焊机送丝电机电缆接地不良）。模拟故障2：B机器人在协同点位置与A机器人距离仅150mm（实际原因为B机器人工具坐标系Z轴偏移量设置错误，正确值应为+20mm，当前设置为+15mm）。要求：通过示教器查看报警日志（故障1代码60032，故障2无报警但碰撞检测触发），使用万用表测量焊机电缆对地电阻（正常≥10MΩ，故障时＜1MΩ），通过激光跟踪仪测量B机器人TCP实际位置与理论值偏差（正确偏差X/Y≤0.1mm，Z轴偏差5mm），定位故障点并修复。评分标准：网络配置错误扣15分，工具标定偏差＞0.1mm扣20分；协同时间差＞50ms扣10分/次，避障距离不足扣20分；故障1未检测电缆接地扣15分（正确测量方法：断电后断开电缆，测量芯线与屏蔽层电阻），故障2未检查工具坐标系扣20分（正确修复：重新标定Z轴偏移量）；修复后需重新验证协同动作，时间差＞100ms或碰撞扣15分。三、机器人运动控制参数优化与性能测试考核设备：发那科M20iA/20L（负载20kg，最大速度2.5m/s）、激光干涉仪（APIXD3000）、加速度传感器（PCB356A16）、示教器（iPendant）。操作要求：1.初始参数设置：读取当前控制参数（伺服增益P=200，积分时间I=50ms，惯量比J=150%），记录机器人空载时的重复定位精度（X/Y/Z轴，要求初始值±0.03mm）。2.参数优化：调整伺服增益：逐步增加P值（200→250→300），使用加速度传感器测量关节1在高速运动（速度2m/s）时的振动幅值（正常≤0.5g，超过则降低增益）。惯量比修正：安装20kg负载（质心距法兰盘150mm），通过示教器“负载设定”功能输入质量与质心坐标，系统自动计算惯量比（理论值J=负载惯量/电机转子惯量=(20×0.15²+0.5×20×0.05²)/0.012≈37.5，实际需调整至380%）。摩擦补偿：在低速运动（速度0.1m/s）时，通过观察示教器“扭矩监控”界面，调整摩擦补偿参数（F=当前扭矩×1.2），要求运动平滑无卡顿（振动幅值≤0.2g）。3.性能测试：重复定位精度：使用激光干涉仪在工作空间内选取5个点（(500,0,300)、(0,500,300)等），每个点重复10次，计算标准差（要求优化后≤0.02mm）。轨迹跟踪误差：运行一条空间曲线轨迹（参数方程X=200cosθ，Y=200sinθ，Z=100+50sin2θ，θ从0到2π，速度1m/s），通过激光干涉仪测量实际轨迹与理论轨迹的最大偏差（要求≤0.1mm）。评分标准：初始参数记录不全扣5分/项；伺服增益调整未结合振动数据扣10分（如P=300时振动＞0.5g未降回250）；惯量比设置错误（与理论值偏差＞10%）扣15分；摩擦补偿后低速卡顿（振动＞0.2g）扣10分；重复定位精度＞0.02mm扣20分（每超0.005mm加扣5分）；轨迹跟踪误差＞0.1mm扣15分（每超0.02mm加扣5分）。四、工业机器人故障诊断与紧急维护（综合题）考核场景：某汽车厂点焊机器人（安川MotomanMA1440）在生产中突然停机，示教器显示报警“SRVO062轴1位置偏差过大”（正常位置偏差≤±50脉冲，当前显示200脉冲）。现场检查发现：机器人处于焊接姿势（焊枪闭合），电机温度正常（45℃），编码器电缆无明显破损，控制柜内空气开关未跳闸。操作要求：1.故障分析：列出可能原因（至少4项），包括机械、电气、软件层面。机械原因：轴1减速器齿轮磨损（导致传动间隙增大）、轴承卡滞（阻力异常）。电气原因：编码器信号干扰（电缆屏蔽层断裂）、伺服驱动器模块故障（输出电流不稳定）。软件原因：位置环增益设置过低（无法补偿负载变化）、参数文件丢失（参考点偏移）。2.诊断步骤：第一步：断电重启，观察报警是否消失（若消失可能为瞬时干扰；若仍存在进入下一步）。第二步：手动低速移动轴1（速度10%），使用万用表测量编码器A/B相信号（正常方波幅值5V，频率随速度变化），若信号丢失或幅值＜3V，检查电缆接头（X41端子）是否松动（扭矩要求0.8N·m）或屏蔽层接地（接地电阻≤1Ω）。第三步：使用示教器“伺服监控”功能，查看轴1扭矩指令（正常焊接时扭矩≤80%额定值），若扭矩异常升高（如95%），脱开减速器与电机连接，手动转动电机轴（应顺畅无卡滞），若卡滞则检查电机轴承；若顺畅则检查减速器（测量齿轮间隙，正常≤0.1mm，超差需更换）。第四步：检查伺服驱动器参数（Pr0.01位置环增益，正常200Hz，若设置为100Hz需调整），对比备份参数文件（确认无参数丢失）。3.修复与验证：假设最终确认原因为编码器电缆屏蔽层断裂（在X41端子处测量屏蔽层与地电阻为∞，正常≤1Ω），需重新